鲁科版高考化学一轮总复习第2章第3节氧化还原反应课时学案

这是一份鲁科版高考化学一轮总复习第2章第3节氧化还原反应课时学案，共28页。

氧化还原反应的概念及本质
[以练带忆]
1．下列属于氧化还原反应的是( )
A．2NaHCO3eq \(=====,\s\up10(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2O
B．Na2O＋H2O===2NaOH
C．2KI＋Br2===2KBr＋I2
D．MgO＋2HCl===MgCl2＋H2O
C 解析：有元素化合价变化的化学反应为氧化还原反应，只有C项中反应存在化合价的变化，属于氧化还原反应。
2．下列变化过程中，加入氧化剂才能实现的是( )
A．Cl2→Cl－
B．I－→I2
C．SO2→SOeq \\al(2－,3)
D．CuO→Cu
B 解析：Cl2→Cl－中，氯元素的化合价降低，需要加还原剂或者自身发生氧化还原反应，故A不正确；I－→I2 过程中，碘元素的化合价升高，需要加入氧化剂，故B正确；SO2→SOeq \\al(2－,3)中没有元素化合价的变化，不需要加入氧化剂，故C不正确；CuO→Cu中，Cu元素的化合价降低，需要加还原剂实现，故D不正确。
3．氧化还原反应与四种基本反应类型的关系如图所示，则下列化学反应属于阴影部分的是( )
A．Cl2＋2KBr===Br2＋2KCl
B．2NaHCO3eq \(=====,\s\up10(△))Na2CO3＋H2O＋CO2↑
C．4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
D．2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
D 解析：A项是置换反应，所有的置换反应都是氧化还原反应；B项属于分解反应，没有化合价变化，属于非氧化还原反应；C项是有单质参加的化合反应，属于氧化还原反应；D项是氧化还原反应且不属于四种基本反应类型。
[练后梳理]
1．氧化还原反应的本质和特征
2．氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
(1)置换反应一定是氧化还原反应。
(2)复分解反应一定不是氧化还原反应。
(3)化合反应和分解反应一部分是氧化还原反应，有单质参加的化合反应和有单质生成的分解反应一定是氧化还原反应。
3．氧化还原反应的概念及其相互关系
4．常见的氧化剂、还原剂
(1)常见氧化剂
常见氧化剂包括某些非金属单质、含有高价态元素的化合物、过氧化物等。例如：
(2)常见还原剂
常见还原剂包括活泼的金属单质、非金属离子及低价态化合物、低价金属阳离子、非金属单质及其氢化物等。例如：
(3)具有中间价态的物质既有氧化性，又有还原性
(1)氧化还原反应的本质是电子转移，电子转移包括电子的得失和共用电子对的偏移；电子的转移引起了氧化还原反应中元素化合价的变化，元素化合价的变化是氧化还原反应的特征。
(2)有单质参加的化学反应或有单质生成的化学反应不一定是氧化还原反应，如：3O2eq \(=====,\s\up10(放电))2O3。
氧化还原反应电子转移的表示方法
[以练带忆]
1．下列反应的电子转移的方向与数目正确的是( )
C 解析：A项，由Cl2→NaCl得到1e－，由Cl2→NaClO失去1e－；B项，Na2O2(O为－1价)→O2(O为0价)失去1e－×2，可知反应中得到与失去的电子数均为2；C项，电子转移的方向与数目均正确；D项，Na→NaOH失去电子，H2O→H2得到电子，故箭头方向错误。
2．下列对氧化还原反应分析正确的是( )
C 解析：A选项中，4 分子 HCl参加反应，只有2分子被氧化成Cl2，失去2 个电子，错误；B选项中，Fe失去电子，被氧化，HCl得到电子，被还原，错误；D选项中，钨元素的化合价由WO3中的＋6价变成单质钨中的0价，化合价降低，被还原，氢元素的化合价由H2中的0价变成H2O中的＋1价，化合价升高，被氧化，错误。
[练后梳理]
1．氧化还原反应中电子转移的表示方法
(1)双线桥法
表示反应前后同一元素由反应物转化为生成物时电子转移的情况。
①表示方法
②注意事项
a．箭头、箭尾必须对应化合价变化的同种元素的原子；
b．必须注明“得到”或“失去”；
c．被还原的元素和被氧化的元素得、失电子数相等。

(2)单线桥法
表示反应过程中不同元素原子间的电子转移情况。
①表示方法
②注意事项
a．不需要标明“得到”或“失去”，只标明电子转移数目；
b．要用箭头标明电子转移的方向；
c．箭头由反应物中失电子元素原子指向得电子元素原子。
2．线桥法表示氧化还原反应的步骤
氧化还原反应概念的“五个误区”
误区一：某元素由化合态变为游离态时，该元素不是被还原，就是被氧化。
误区二：在氧化还原反应中，非金属单质一定只做氧化剂。
误区三：物质氧化性或还原性的强弱取决于得失电子数目的多少。
误区四：所含元素价态越高，化合物的氧化性一定越强。
误区五：在氧化还原反应中，若有一种元素被氧化，则一定有另一种元素被还原。
考点1 氧化性、还原性的强弱比较及实验探究
[抓本质·悟考法]
已知2Fe3＋＋2I－===I2＋2Fe2＋、2Fe2＋＋Br2===2Br－＋2Fe3＋。现向含有FeBr2、FeI2的溶液中通入一定量的氯气，再向反应后的溶液中滴加少量的KSCN溶液，结果溶液变为红色，则下列叙述中正确的是( )
①氧化性：Br2>Fe3＋>I2
②原溶液中Br－一定被氧化
③通入氯气后，原溶液中的Fe2＋一定被氧化
④不能确定通入氯气后的溶液中是否还存在Fe2＋
⑤若取少量所得溶液，加入CCl4后静置，向上层溶液中加入足量的AgNO3溶液，只产生白色沉淀，说明原溶液中Fe2＋、Br－均被完全氧化
A．①②③④B．①③④⑤
C．②④⑤D．①②③④⑤
【解题关键点】 解答本题应注意以下两点：
(1)根据题中反应正确判断Fe3＋、Br2和I2的氧化性顺序和I－、Br－、Fe2＋的还原性顺序，正确分析通入氯气后I－、Br－、Fe2＋反应的顺序。
(2)反应后的溶液中滴加KSCN溶液变为红色，说明溶液中含有Fe3＋。
【易错失分点】
(1)不能根据题中已知反应确定氧化性和还原性顺序。
(2)错误认为溶液中Fe2＋完全反应。
[自主解答]
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B 解析：由已知的两个化学方程式及同一个反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性可知，氧化性：Fe3＋>I2、Br2>Fe3＋，故①正确；向溶液中滴加KSCN溶液变为红色说明溶液中含有Fe3＋，则说明溶液中无I－存在，又氧化性：Cl2>Br2>Fe3＋>I2，氯气的量不确定，则Br－不一定被氧化，故②错误，③正确；由上述分析可知溶液中存在Fe3＋，但不能确定是否所有的Fe2＋均被氧化为Fe3＋，故④正确；上层溶液中若含Br－，则产生淡黄色沉淀，若含I－，则产生黄色沉淀，由题知只产生白色沉淀，则说明溶液中含Cl－，即溶液中的Fe2＋、Br－均被完全氧化，故⑤正确。
[多角度·突破练]
⊳角度1 依据方程式判断氧化性、还原性强弱
1．已知下列反应：
C2O3＋6HCl(浓)===2CCl2＋Cl2↑＋3H2O(Ⅰ)；
5Cl2＋I2＋6H2O===10HCl＋2HIO3(Ⅱ)。
下列说法正确的是( )
A．反应(Ⅰ)中HCl是氧化剂
B．反应(Ⅱ)中Cl2发生氧化反应
C．还原性：CCl2＞HCl＞I2
D．氧化性：C2O3＞Cl2＞HIO3
D 解析：反应(Ⅰ)中，Cl－失去电子，HCl做还原剂，选项A错误；反应(Ⅱ)中，Cl2得到电子变为Cl－，发生还原反应，选项B错误；根据反应(Ⅰ)可知，C2O3(氧化剂)的氧化性强于Cl2(氧化产物)，HCl(还原剂)的还原性强于CCl2(还原产物)，根据反应(Ⅱ)可知，Cl2的氧化性强于HIO3，I2的还原性强于HCl，故选项C错误、选项D正确。
氧化性还原性强弱比较的方法
1．依据氧化还原反应原理判断

(1)氧化性强弱：氧化剂>氧化产物，氧化剂>还原剂。
(2)还原性强弱：还原剂>还原产物，还原剂>氧化剂。
2．依据“二表、一律”判断
(1)依据元素周期表判断
①同主族元素对应单质的氧化性从上到下逐渐减弱，对应阴离子的还原性逐渐增强。
eq \(―――――――――――――――――→,\s\up10(F2 Cl2 Br2 I2 氧化性减弱),\s\d15(F－ Cl－ Br－ I－ 还原性增强))
②同周期元素对应单质的还原性从左到右逐渐减弱，氧化性逐渐增强。
eq \(――――――――――――――――→,\s\up10(Na Mg Al Si P S Cl2),\s\d15(还原性减弱，氧化性增强))
(2)依据金属活动性顺序表判断
(3)依据元素周期律判断
①非金属元素的最高价氧化物对应水化物的酸性越强，其对应单质的氧化性越强。
如酸性：HClO4>H2SO4>H3PO4>H2CO3>H2SiO3，则氧化性：Cl2>S>P>C>Si。
②金属元素的最高价氧化物对应水化物的碱性越强，其对应单质的还原性越强。
如碱性：NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3，则还原性：Na>Mg>Al。
3．依据产物中元素价态的高低判断
(1)相同条件下，不同氧化剂作用于同一种还原剂，氧化产物价态高的其氧化性强。例如：
(2)相同条件下，不同还原剂作用于同一种氧化剂，还原产物价态低的其还原性强。例如：
4．依据反应条件判断
(1)浓度：同一种物质，浓度越大，氧化性(或还原性)越强。如氧化性：浓硫酸>稀硫酸，浓硝酸>稀硝酸；还原性：浓盐酸>稀盐酸。
(2)温度：同一种物质，温度越高其氧化性越强。如热的浓硫酸的氧化性比冷的浓硫酸的氧化性强。
(3)酸碱性：同一种物质，所处环境酸(碱)性越强其氧化性(还原性)越强。如：氧化性为KMnO4(酸性)>KMnO4(中性)>KMnO4(碱性)。
⊳角度2 判断氧化还原反应能否进行
2．已知I－、Fe2＋、SO2和H2O2均有还原性，它们在酸性溶液中还原性的强弱顺序为Fe2＋＜H2O2＜I－＜SO2，则下列反应不能发生的是( )
A．2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SOeq \\al(2－,4)＋4H＋
B．H2O2＋H2SO4===SO2↑＋O2↑＋2H2O
C．I2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HI
D．2Fe3＋＋H2O2===2Fe2＋＋O2↑＋2H＋
B 解析：根据还原性的强弱顺序为Fe2＋＜H2O2＜I－＜SO2，且还原剂的还原性大于还原产物的还原性可知，A、C、D项反应能够发生，B项反应不能发生。
假设法判断氧化还原反应能否进行
若题目给出物质的氧化性(或还原性)的强弱顺序，判断某一氧化还原反应能否发生，可采用“假设法”进行分析，思维流程如下：
考点2 氧化还原反应的常见规律及应用
[抓本质·悟考法]
L、M、R、P、Q分别代表五种含不同化合价的氮元素的物质。A、B分别代表两种含不同化合价的氯元素的物质。每种物质中氮或氯元素的化合价只有一种。又知物质M中的氮元素化合价要比物质Q中氮元素的化合价低。在一定条件下，它们会发生如下的转化(关系式未配平)：
①P＋A―→Q＋B ②L＋O2―→M＋H2O
③L＋M―→R＋H2O ④B＋H2O―→A＋O2
(1)若五种含氮元素的物质中，有一种是硝酸，则硝酸是________，理由是______________________________________________。
(2)反应②必须在催化剂(铂、氧化铁等)作用下，加热到一定温度时方能发生，此反应在化工生产上有重要用途，据此推断在同温同压下，若物质R密度比空气的密度小，则R的化学式为________________________。
(3)某同学写出下面三个含氮的物质相互转换的关系式：
Ⅰ.M＋P―→N2O3＋H2O
Ⅱ.N2O4＋H2O―→P＋Q
Ⅲ.M＋L―→Q＋H2O
其中一定不可能实现的是________，理由是______________________。
【解题关键点】 解答本题应注意以下两点：
(1)根据氧化还原反应规律，正确判断各物质中氮元素的化合价。
(2)根据氮元素的价态，确定可能的含氮物质。
【易错失分点】
不能根据化合价的变化规律进行分析，猜测几种含氮物质的可能组成，但由于所学反应有限，不能确定含氮物质的组成，导致难以解答。
[自主解答]
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解析：(1)解答本题首先要认真分析各反应中元素的价态变化情况。突破口是先确定A、B物质中氯元素的化合价谁高。由反应④B＋H2O―→A＋O2可知，反应后氧元素化合价升高，则反应后氯元素化合价必定降低，故氯元素化合价：B＞A。再由①可知，反应后氯元素化合价升高，则反应后氮元素化合价必降低，故氮元素化合价：P＞Q。由反应②可知，反应后氧元素化合价降低，则氮元素化合价反应后必升高，故氮元素化合价：M＞L。由反应③可知，该反应为氮元素化合价的“归中”反应，由于氮元素化合价：M＞L，R处于M、L之间，则氮元素化合价：M＞R＞L。又因为已知氮元素的化合价：M＜Q，所以 L、M、R、P、Q五种含氮物质中氮元素的化合价为P＞Q＞M＞R＞L。由于其中一种物质是硝酸，硝酸中氮元素的化合价呈最高价态，则在上述物质中P是硝酸。(2)根据题给的信息及有关元素化合物知识，且 L中氮元素是其中氮元素最低价态，由反应②可知，L分子中含有氢元素，因此②反应是氨气的催化氧化反应。 L是NH3，M是NO。又因为R的氮元素价态在 L、M之间，R的密度又比空气小，故R为N2。(3)判断三个反应是否能够进行的问题，也得从氮元素化合价相对高低去分析。由于氮元素的化合价：P＞Q＞M＞R＞L，反应(Ⅱ)是歧化反应，一种反应产物中氮的化合价大于＋4，另一种反应产物中氮的化合价小于＋4，故Q中氮的化合价小于＋4，但应比M的化合价高。由于氮化合价：Q＞M＞L，因此反应(Ⅲ)不可能实现。
答案：(1)P P中氮元素的化合价最高 (2)N2
(3)Ⅲ 根据氧化还原反应规律，M、L这两种物质反应，不可能生成氮元素价态比M、L都高的物质
[多角度·突破练]
⊳角度1 价态转化规律
1．重铬酸铵[(NH4)2Cr2O7]受热发生氧化还原反应，下列有关重铬酸铵受热分解的判断符合实际的是( )
A．分解产物为CrO3＋NH3＋H2O
B．分解产物为Cr2O3＋N2＋H2O
C．反应中－3价N元素被氧化，＋7价Cr元素被还原
D．反应中－3价N元素被还原，＋6价Cr元素被氧化
B 解析：根据氧化还原反应规律，反应中－3价N元素被氧化，＋6价Cr元素被还原，B正确。
2．已知G、Q、X、Y、Z均为含氯元素的化合物，在一定条件下有下列转化关系(未配平)：
①G―→Q＋NaCl ②Q＋H2Oeq \(――→,\s\up10(通电))X＋H2
③Y＋NaOH―→G＋Q＋H2O ④Z＋NaOH―→Q＋X＋H2O。这五种化合物中氯元素化合价由高到低的顺序是( )
A．G、Y、Q、Z、XB．X、Z、Q、G、Y
C．X、Z、Q、Y、GD．G、Q、Y、Z、X
C 解析：①G―→Q＋NaCl中，氯化钠中氯元素为－1价，则氯元素的化合价为Q>G>－1。③Y＋NaOH―→G＋Q＋H2O为歧化反应，Y中氯元素的化合价介于G与Q之间，结合①可知氯元素的化合价为Q>Y>G。②Q＋H2Oeq \(――→,\s\up10(通电))X＋H2中氢元素的化合价降低，则氯元素的化合价升高，所以化合价：X>Q。④Z＋NaOH―→Q＋X＋H2O为歧化反应，Z中氯元素的化合价介于Q、X之间，所以有X>Z>Q。所以氯元素的化合价从高到低的顺序为X、Z、Q、Y、G。
价态转化规律
(1)价态归中规律
含有不同价态的同种元素物质间发生氧化还原反应时，该元素的价态变化一定遵循“高价＋低价―→中间价”，即“价态相邻能共存，价态相间能归中，归中价态不交叉，价升价降只靠拢。”
(2)歧化反应规律
同一元素发生氧化还原反应生成不同价态的物质时，该元素的价态变化一定遵循“中间价态→高价态＋低价态”，不会出现“一边倒”的现象，即生成物中该元素的价态不能都比反应物中该元素价态高，或都比反应物中该元素价态低。
⊳角度2 反应先后规律
3．已知氧化性：Br2>Fe3＋>I2，向含a ml FeI2的溶液中加入含b ml Br2的溴水，充分反应。下列说法不正确的是( )
A．离子的还原性强弱：I－>Fe2＋>Br－
B．当a≥b时，发生的离子反应：
2I－＋Br2===I2＋2Br－
C．当5a＝4b时，反应后的离子浓度之比：
c(Fe2＋)∶c(Fe3＋)∶c(Br－)＝1∶1∶5
D．当3a≤2b时，发生的离子反应：
2Fe2＋＋2I－＋2Br2===2Fe3＋＋I2＋4Br－
D 解析：已知氧化性：Br2>Fe3＋>I2，则离子的还原性：I－>Fe2＋>Br－，A项正确；溴水与FeI2溶液反应时，Br2首先与还原强的I－反应，后与Fe2＋反应，当a＝b时，FeI2溶液中的I－恰好与Br2完全反应，当a>b时，I－过量，只发生I－与Br2的反应，故当a≥b时，发生的离子反应：2I－＋Br2===I2＋2Br－，B项正确；当5a＝4b时，即a ml FeI2和eq \f(5,4)a ml Br2反应，I－完全反应，由得失电子守恒知Fe2＋有一半被氧化成Fe3＋，所以反应后的离子浓度之比为c(Fe2＋)∶c(Fe3＋)∶c(Br－)＝1∶1∶5，C项正确；当3a＝2b时，a ml FeI2和b ml Br2恰好完全反应，离子方程式为2Fe2＋＋4I－＋3Br2===2Fe3＋＋2I2＋6Br－，D项错误。
4．已知还原性：SOeq \\al(2－,3)>I－。向含a ml KI和a ml K2SO3的混合液中通入b ml Cl2充分反应(不考虑Cl2与I2之间的反应)。下列说法不正确的是( )
A．当a≥b时，发生的离子反应为SOeq \\al(2－,3)＋Cl2＋H2O===SOeq \\al(2－,4)＋2H＋＋2Cl－
B．当5a＝4b时，发生的离子反应为4SOeq \\al(2－,3)＋2I－＋5Cl2＋4H2O===4SOeq \\al(2－,4)＋I2＋8H＋＋10Cl－
C．当a≤b≤eq \f(3,2)a时，反应中转移电子的物质的量n(e－)为a ml≤n(e－)≤3a ml
D．当a